PIRMOS KARTOS KOMPIUTERIAI: ISTORIJA, CHARAKTERISTIKOS, PROGRAMINĖ ĮRANGA, APARATINĖ ĮRANGA - ISTORIJA - 2025

Pirmosios kartos kompiuterių buvo pradinis etapas, kuriame buvo naudojami šie elektroniniai aparatai, per laikotarpį nuo 1940 iki 1956. kompiuteris, naudotas vakuuminis vamzdis technologijos tiek apskaičiavimo ir sandėliavimo ir kontrolės tikslais.

Ankstyvuosiuose pirmosios kartos kompiuteriuose buvo naudojama vakuuminių vamzdžių sąvoka. Jie buvo pagaminti iš stiklo, o jų viduje buvo siūlas. Kompiuterio evoliucija prasidėjo nuo XVI amžiaus iki to, kaip į jį galima žiūrėti šiandien. Tačiau šiandieninis kompiuteris taip pat sparčiai pasikeitė per pastaruosius penkiasdešimt metų.

ENIAC kompiuteris Šaltinis: JAV armijos nuotrauka (viešas domenas) per „Wikimedia Commons“

Šį laikotarpį, kurio metu vyko kompiuterio evoliucija, galima suskirstyti į keletą skirtingų fazių, atsižvelgiant į perjungimo grandinių tipą, vadinamą kompiuterio kartomis.

Todėl kompiuterių kartos yra skirtingi elektroninių schemų, aparatūros, programinės įrangos, programavimo kalbų ir kitų technologinių pokyčių raidos etapai.

Pradinė padėtis

Pirmieji elektroniniai kompiuteriai buvo pagaminti 1940 m., Nuo tada elektronikos srityje padaryta nemažai radikalių pažangų.

Šie kompiuteriai buvo tokie didžiuliai, kad užėmė visus kambarius. Vykdydami operacijas, jie rėmėsi mašinų kalbos, kuri buvo žemiausio programavimo kalba, kurią suprato kompiuteriai, vartojimu, ir jie galėjo išspręsti tik vieną problemą vienu metu.

Vakuuminis vamzdelis buvo elektroninis komponentas, kurio darbo efektyvumas buvo daug mažesnis. Todėl jis negalėtų tinkamai veikti be puikios aušinimo sistemos, kad nebūtų pažeistas.

Pirmos kartos kompiuterių įvesties laikmena buvo pagrįsta perforatoriaus kortelėmis, o išvestis buvo rodoma atspausdintose lentelėse. Laidų instaliacija, norint išspręsti naują problemą, užtruko operatorių dienas ir net savaites.

Pirmosios kartos kilmė ir istorija

„Atanasoff-Berry“ kompiuteris

Matematikas ir fizikas Johnas Atanasoffas, ieškodamas būdų, kaip automatiškai išspręsti lygtis, 1937 m. Ėmėsi išsiaiškinti savo mintis, surašydamas pagrindines elektroninės skaičiavimo mašinos savybes.

Šis aparatas išsprendė lygtis, nors to ir negalėjo užprogramuoti. Jis buvo pagamintas palaikant Clifford Berry.

Kompiuterija eina elektroniniu būdu

Antrojo pasaulinio karo metu gimė modernus elektroninis kompiuteris. Kariniai skaičiavimų poreikiai ir dideli karo biudžetai paskatino naujoves.

Pirmieji elektroniniai kompiuteriai buvo aparatai, sukurti specialioms užduotims. Jų nustatymas buvo sudėtingas ir atimdavo daug laiko.

Pirmasis elektroninis kompiuteris, pavadintas ENIAC, buvo išslaptintas Antrojo pasaulinio karo pabaigoje ir paskatino viso pasaulio inžinierius paklausti, kaip jie galėtų sukurti lygų ar geresnį.

ENIAC dirbusi komanda pirmoji pripažino programos laikymo kompiuteryje koncepcijos svarbą.

Šios ankstyvosios mašinos paprastai buvo valdomos laidais, kurie buvo prijungti prie pagrindinės plokštės, arba adresais, užkoduotais ant popieriaus juostos.

Taigi, nors šios mašinos buvo aiškiai programuojamos, jų programos nebuvo saugomos kompiuteryje.

Johnas von Neumannas

Šis matematikas parašė pranešimą, kuriame nustatė saugomų programų kompiuterių koncepcinę sistemą.

Jis paragino TAS (Pažangių studijų institutą) nedaryti tik teorinių studijų, bet ir tai, kad ji galėtų būti įgyvendinta praktiškai sukuriant tikrą kompiuterį.

Mūro mokykla

Ši mokykla 1946 m. ​​Pateikė paskaitas. Dalyviai sužinojo apie ENIAC, bendrąsias kompiuterių kūrimo technikas, taip pat apie naują idėją saugoti programas atmintyje, kurios dar niekas nebuvo įgyvendinęs.

Vienas iš padėjėjų Maurice'as Wilkesas vadovavo britų komandai, kuri 1949 m. Kembridže pastatė EDSAC.

Kita vertus, Richardas Snyderis vadovavo Amerikos komandai, kuri baigė EDVAC Moore mokykloje.

Fon Neumanno sukurtas saugomas programos kompiuteris pradėjo veikti 1951 m. TAS jo dizainą padarė laisvai prieinamą. Tai pasklido panašios mašinos visame pasaulyje.

Pirmos kartos kompiuterių charakteristikos

Vienu metu išspręskite tik vieną problemą

Pirmos kartos kompiuteriai buvo apibūdinti tuo, kad naudojimo instrukcijos buvo parengtos specialiai tam, kad atlikti užduotį, kuriai kompiuteris turėjo būti naudojamas.

Naudota technologija

Šie kompiuteriai naudojo vakuuminius vamzdelius procesoriaus grandinėms ir magnetinius būgnus duomenims saugoti, taip pat elektros perjungimo įrenginius.

Kaip pagrindinė atmintis buvo naudojama magnetinė šerdies atmintis. Įvesties įtaisai buvo popierinės juostos arba perforuotos kortelės.

Apdorojimo greitis

CPU greitis buvo ypač mažas. Dėl mažo tikslumo jų apdorojimas buvo lėtas, neveiksmingas ir nepatikimas. Galima buvo atlikti tik paprastus ir tiesioginius skaitmeninius skaičiavimus.

kaina

Kompiuteriai buvo labai brangūs. Šios kartos kompiuteriai buvo labai dideli, užimdami vietos plotą.

Be to, jie sunaudojo daug elektros energijos, išskirdami daug šilumos, dėl kurios jie dažnai sugedo.

Programavimo kalba

Pirmos kartos kompiuteriai gavo instrukcijas mašinine kalba (0 ir 1) arba per elektrinius įjungimo / išjungimo signalus. Programavimo kalbų nebuvo.

Vėliau surinkimo kalba buvo sukurta naudoti pirmosios kartos kompiuteriuose.

Kai pasaulis pamatė, kad kompiuterio programa saugoma viduje, pranašumai buvo akivaizdūs. Kiekvienas universitetas, tyrimų institutas ir laboratorija norėjo savo.

Tačiau komercinių elektroninių kompiuterių gamintojų su saugomomis programomis nebuvo. Jei norėjai, turėjai jį pastatyti.

Daugelis šių ankstyvųjų mašinų buvo pagrįsti paskelbtais projektais. Kiti tobulėjo savarankiškai.

programinė įranga

Norėdami užprogramuoti pirmuosius elektroninius kompiuterius, instrukcijos buvo pateikiamos lengvai suprantama kalba. Tai buvo mašininė ar dvejetainė kalba.

Bet kokia instrukcija šia kalba pateikiama 1 ir 0 sekų pavidalu. 1 simbolis žymi elektrinio impulso buvimą, o 0 reiškia elektrinio impulso nebuvimą.

1 ir 0 eilutės, tokios kaip 11101101, turi specifinę reikšmę kompiuteriui, net jei ji atrodo kaip dvejetainis skaičius.

Rašyti programas mašinine kalba buvo labai sudėtinga, todėl tai darė tik ekspertai. Visos instrukcijos ir duomenys buvo išsiųsti į kompiuterį dvejetainėmis skaitmenimis.

Žemo lygio programavimas

Šios mašinos buvo skirtos žemo lygio operacijoms. Sistemos vienu metu galėjo išspręsti tik vieną problemą. Nebuvo surinkimo kalbos ir jokios operacinės sistemos programinės įrangos.

Todėl sąsaja su pirmosios kartos kompiuteriais vyko per pataisų skydelius ir mašinų kalbą. Technikai laidavo elektros grandines, jungdami daugybę laidų prie lizdų.

Tada jie buvo sudedami į specialias perforuotas korteles ir valandas buvo laukiama kažkokio skaičiavimo, tuo pačiu patikint, kad visi tūkstančiai vakuuminių vamzdelių nebus sugadinti šio proceso metu, kad jums nebereikėtų atlikti šios procedūros.

Kompiuterio darbas buvo atliekamas partijomis, todėl šeštajame dešimtmetyje operacinė sistema buvo vadinama paketinio apdorojimo sistema.

Viduje saugoma programa

Pirmieji kompiuteriai suderino skaičiavimus dideliu greičiu, tačiau tik atlikę kruopštų programų konfigūravimo procesą.

Niekas nežino, kas sugalvojo novatorišką sprendimą saugoti instrukcijas, kurios nurodo, ką reikia daryti kompiuterio atmintyje. Taip atsirado programinė įranga, nuo tada naudojama visuose kompiuteriuose.

Mančesterio eksperimentinis aparatas buvo pirmasis kompiuteris, paleidęs programą iš atminties.

Penkiasdešimt dvi minutės buvo laikas, kurį šis kompiuteris panaudojo 17 instrukcijų programai vykdyti. Taigi 1948 m. Gimė saugomas programos kompiuteris.

Aparatūra

Pirmosios kartos kompiuteriai ne tik turėjo tūkstančius rezistorių ir kondensatorių, bet ir naudojo daugiau nei 18 000 vakuuminių vamzdelių, o tai reiškė, kad skaičiavimo įrenginiai apėmė ištisus kambarius.

Tušti vamzdeliai

Pagrindinė pirmosios kartos kompiuterių technologija buvo vakuuminiai vamzdžiai. 1940–1956 m. Vakuuminiai vamzdžiai buvo plačiai naudojami kompiuteriuose, todėl atsirado pirmosios kartos kompiuteriai.

Šie kompiuteriai signalo stiprinimo ir perjungimo tikslais naudojo vakuuminius vamzdelius. Vamzdeliai buvo pagaminti iš uždarytų stiklinių indų, lempučių dydžio.

Uždarytas stiklas leido belaidžiu būdu tekėti iš gijų į metalines plokšteles.

Vakuuminis vamzdelis buvo išrastas 1906 m. Lee De Forest. Ši technologija buvo būtina XX amžiaus pirmoje pusėje, nes ji buvo naudojama televizoriams, radarams, rentgeno aparatams ir daugybei kitų elektroninių prietaisų gaminti.

Vakuuminiai vamzdeliai pradėjo ir baigė grandines įjungdami ir išjungdami, kai prijungti ar atjungti.

Įėjimo ir išvykimo būdai

Įėjimas ir išėjimas buvo atliekamas naudojant perfokavimo korteles, magnetinius būgnus, rašomąsias mašinėles ir perfokavimo kortelių skaitytuvus. Iš pradžių technikai rankomis perforuodavo kortas skylėmis. Vėliau tai buvo padaryta naudojant kompiuterius.

Ataskaitoms spausdinti buvo naudojamos elektroninės rašomosios mašinėlės, užprogramuotos rašyti ant popierinės juostos arba perforuotų kortelių skaitytuvo.

Teminiai šios kartos kompiuteriai

ENIAC

Pirmasis bendrosios paskirties veikiantis elektroninis kompiuteris, pavadintas ENIAC (elektroninis skaitmeninis integratorius ir kompiuteris), buvo pastatytas 1943–1945 m. Jis naudojo 18 000 vakuuminių vamzdžių ir 70 000 rezistorių.

Tai buvo pirmas didelio masto kompiuteris, dirbantis elektroniniu būdu, jo nestabdant jokiais mechaniniais komponentais.

Jos svoris buvo 30 tonų. Jis buvo apie 30 metrų ilgio ir jam įrengti prireikė daug vietos. Jis galėjo apskaičiuoti 1900 sumų per sekundę greičiu. Tai buvo užprogramuota laidu, prijungtu prie pagrindinės plokštės.

Tai buvo 1000 kartų greičiau nei ankstesni elektromechaniniai kompiuteriai, nors bandant jį perprogramuoti buvo šiek tiek lėta.

Jį suprojektavo ir pastatė Pensilvanijos universiteto Moore inžinerijos mokykla inžinieriai Johnas Mauchly ir prezidentas Eckertas.

ENIAC buvo naudojamas atliekant su karu susijusius skaičiavimus, tokius kaip skaičiavimai, kurie padėtų statant atominę bombą. Taip pat orų prognozėms.

EDSAC

Šis kompiuteris buvo sukurtas Didžiojoje Britanijoje. Tai tapo pirmuoju neeksperimentiškai saugomu programos kompiuteriu 1949 m.

Tam buvo naudojama gyvsidabrio delsimo linijų atmintis, kuri suteikė atmintį daugeliui pirmosios kartos kompiuterių.

ACE bandomasis modelis

Šį aparatą pagamino Alanas Turingas Didžiojoje Britanijoje 1950 m. Nors jis buvo pastatytas kaip bandomasis kompiuteris, normaliai veikė penkerius metus.

UNIVAC

UNIVAC buvo pirmasis komercinio naudojimo kompiuteris. Vaizdo šaltinis: Wikimedia.org

UNIVAC (universalus automatinis kompiuteris) buvo pirmasis kompiuteris, sukurtas komerciniam, ne kariniam naudojimui. Išduotas 1951 m. Komerciniam klientui, Jungtinių Valstijų surašymo biurui, kad būtų galima suskaičiuoti gyventojus.

Tai galėtų atlikti dešimt kartų daugiau sumų per sekundę nei ENIAC. Dabartiniais doleriais UNIVAC kaina buvo 4 996 000 USD.

Vėliau jis buvo naudojamas tvarkant darbo užmokestį, įrašus ir net numatant 1952 m. Prezidento rinkimų rezultatus.

Skirtingai nuo 18 000 vakuuminių vamzdžių ENIAC, UNIVAC I naudojo tik kiek daugiau nei 5000 vakuuminių vamzdelių. Tai taip pat buvo perpus mažesnė nei jo pirmtako, parduoto beveik 50 vienetų.

Privalumai ir trūkumai

Privalumas

- Vakuuminių vamzdžių technologijos pranašumas yra tas, kad tai leido gaminti skaitmeninius elektroninius kompiuterius. Vakuuminiai vamzdeliai buvo vieninteliai tų dienų elektroniniai prietaisai, kurie sudarė galimybę skaičiuoti.

- Šie kompiuteriai buvo greičiausias jų laiko skaičiavimo įrenginys. Jie turėjo galimybę apskaičiuoti duomenis milisekundėmis.

- Jie galėtų efektyviai atlikti sudėtingas matematikos užduotis.

Trūkumai

- Kompiuteriai buvo labai dideli. Jos svoris buvo apie 30 tonų. Todėl jie visai nebuvo nešiojami.

- Jų pagrindas buvo vakuuminiai vamzdžiai, kurie greitai buvo sugadinti. Dėl tūkstančių vakuuminių vamzdelių kompiuteris labai greitai perkaista. Todėl reikėjo didelės aušinimo sistemos. Elektronus skleidžiantis metalas lengvai degė vakuuminiuose vamzdeliuose.

- Jie galėtų kaupti nedidelį kiekį informacijos. Buvo naudojami magnetiniai būgnai, kurie užtikrino labai mažai duomenų saugojimo.

-Jų komercinis panaudojimas buvo ribotas, nes jų komercinė produkcija buvo labai brangi.

- Darbo efektyvumas buvo žemas. Skaičiavimai buvo atlikti labai mažu greičiu.

- Įvažiavimui buvo naudojamos perforuotos kortelės.

- Jie turėjo labai ribotas programavimo galimybes. Galima buvo naudoti tik mašinų kalbą.

- Jiems reikėjo daug sunaudoti energijos.

- Jie nebuvo labai patikimi. Reikėjo nuolatinės priežiūros, ir jie dirbo labai prastai.

Nuorodos

1. Benjaminas Musungu (2018 m.). Kompiuterių kartos nuo 1940 m. Iki dabar. „Kenyaplex“. Paimta iš: kenyaplex.com.
2. Enciklopedija (2019). Kartos, Kompiuteriai. Paimta iš: encyclopedia.com.
3. Kompiuterių istorija (2019). Pirmoji karta. Paimta iš: computerhistory.org.
4. „Wikieducator“ (2019 m.). Kompiuterių kūrimo istorija ir kompiuterio generavimas. Paimta iš: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Kompiuterių kartos. Įtraukite pagalbą. Paimta iš: includehelp.com.
6. Kullabsas (2019). Kompiuterio generavimas ir jų savybės. Paimta iš: kullabs.com.
7. „Baitų užrašai“ (2019 m.). Penkios kompiuterių kartos. Paimta iš: byte-notes.com.
8. Alfredas Amuno (2019 m.). Kompiuterių istorija: Kompiuterių kartų klasifikacija. „Turbo“ ateitis. Paimta iš: turbofuture.com.